SUPEr-VANET下信息扩散和共享的关键技术研究

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随着诸如手机、平板电脑等移动手持设备的普及,VANET(Vehicular Ad hocNETwork)中的参与节点不仅仅局限于道路上的车辆,路边行人和车内乘客携带的移动设备也能加入到车辆网络中来,这就形成了由多种移动节点组成的超级VANET(SUPER-VANET)。在SUPER-VANET中诸如搭便车应用、安全消息扩散、社交信息共享等各类信息扩散和共享的应用需求越来越多,如何在SUPER-VANET上实现有效地信息扩散和共享具有十分现实的研究意义。  本文首先对现有的信息扩散和共享技术在SUPER-VANET上无法直接使用进行了分析,提出了面临的挑战,并指出可以通过研究基于演化图的网络模型对基于流动公共设施的骨干网络的信息扩散和共享进行指导。  考虑从链路的可靠性出发,建立了面向链路质量的演化图模型。模型中将两个移动节点相对速度的分布作为重要参数,在已有工作[20]的基础上,首次对两车的速度呈任意角度的相对速度分布进行了研究,并得出了任意角度两车相对速度近似呈现正态分布的结论。  为了实现SUPER-VANET下的信息扩散和共享,本文在演化图模型的基础上设计了信息扩散和共享的两个算法。算法1简单利用链路可靠性选择邻居,算法2从全局上计算最优路由。使用NS-2网络模拟器进行了模拟实验,实验结果均显示,在保证到达率的情况下,两个算法的中节点的转发概率只有flooding算法的30%,而时延只有flooding的25%。算法2尤其显示在网络连通性良好的情况下,利用网络演化的思想能够提前实现链路的预测,从而达到理想的网络性能。  更进一步,本文发现在高密度SUPER-VANET中进行信息扩散共享时,大量同时传输的数据将引起冲突,从而降低网络的性能。为此提出了DA2RF汇聚算法对原算法进行优化。DA2RF基本思想是限制转发节点而达到减少冲突目的,并通过反证法证明了该算法并不会影响网络连通性能。在NS-2网络模拟器上的实验也验证,采用汇聚算法进行优化,在车辆分布密集的区域,网络吞吐量最大能得到20%的提升。
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